Введение к работе
Актуальность темы. Основные виды производства многотоннажных химических волокон и нитей (полиамидные, полиэфирные, полипропиленовые) получают из расплава полимера в виде высоковязкой жидкости, приготовленной в екструдере.
В современной технологии получения химических волокон и нитей из поликапроамида используется экструдерно-формующая-на-матывающая система, реализующая высокоскоростные совмещенные процессы производства. Эти процессы включают: прядильнс-вытяа-ной-мотальный метол, изготовления технических нитей, прядиль-но-мотальный метод, связанный с получением лредориентированннх нитей, прядильно-витяжной-текстурированный метод для изготовления текстурированных нитей.
Развитие совмещенных процессов производства химических нитей связано с разработкой интегрированных систеы управления, которые позволяли бы осуществлять непрерывный йониторинг'в реальном времени всех технологических параметров и эффективности работы всех машин для комплексной автоматизации и максимального использования всех многообразных эксплуатационных возмок-ностей производства.
Интегрированная система управления, включающая подсистемы многосвязного управления отдельных машин и аппаратов, предназначена для поддержания постоянства качества продукции при действии различных возмущений из-за изменения свойств сырья, нарушения режимов работы узлоз ыаиин, изменения технологических параметров полуфабрикатов по ходу производственного процесса.
Сложность технологических процессов формования, вытяяки и намотки химических волокон и нитей обусловливает принципиально новые подходы к автоматизации, базирующиеся на методах экспериментально-теоретического моделирования, с использованием цифровых систем управления.
Используемне в настоящее время системы управления на основе высокоточных- аналоговых регуляторов в силу ряда недостатков, свойственных этим регуляторам, и особенностей технологического процесса, не позволяют обеспечить необходимое качество
- 4 -процесса, что сдервивает рост производительности процесса производства химических волокон.
Комплексный подход к проблеме автоматизации процесса производства химических волокон на базе цифровой вычислительной техники/ вследствие значительно больвих функциональных возмоя-ностей и отсутствия недостатков, свойственных аналоговым регуляторам, \ позволяет не только вести управление процессом по многим езаимосвязанныи параметрам, но и сократить затраты на регулирующую аппаратуру благодаря использованию многоканального управления.
Работа выполнялась в соответствие с Постановлением СИ СССР or 24.07.80 Н 633 "Об ускорении развития машиностроения для легкой и пищевой промышленности и значительного повышения технического уробвя технологического оборудования."
Цель работы - разработка и исследование электротехнической система управления процессом формования и вытяаки синтетических нитей.
Поставленная цель включает в себя ревение следующих задач:
- разработка и анализ математической модели фильерного
сосуда как объекта управлении скоростью вытяаки волокон, дав
лением и температурой расплава в фильерноц сосуде;
.- анализ взаимных связей регулируемых параметров;
'- синтез структуры и алгоритмов системы дискретного управления параметрами процесса формования и вытяаки синтетических нитей на базе управляемых электротехнических систем;
- моделирование и исследование электротехнических систем
управления электронагревом расплава полимера в фильерном сосу
де, скоростными реяимами электроприводов дозирушчих насосов и
приємно-мотальной машины._
./ - -Р' защиту внносятса:
- математическая модель системы, описывающая взаимные
слияния регулирдеиых параметров:, скорости витяыки нитей, дав
ления и температуры расплава; j
' - структурная и функциональная схемы автоматизированного технологического комплекса на базе электротехнических систем
управления;
алгоритмы упразления системой;
результаты моделирования и экспериментов.
Методы исследований. Работа содеряиі теоретические и экспериментальные исследования, проведенные современными математическими и инструментальными методами. Синтез дискретних систем управления проводился на основе теории цифровых систем автоматического управления. Моделирование и обработкз данных исследований, расчеты при синтезе и анализе систем управления производился на ЦВМ, для чего были разработаны необходимые программы.
Научная новизна. В работе впервые проведен анализ процесса фильерного формования синтетических нитей как объекта многосвязного управления и получена математическая модель фильерного сосуда на основе принципа инвариантности (взаимной «независимости) параметров регулирования.
Впервые ревена задача синтеза комплексной системы регулирования параметров процесса фильерного формования синтетических нитей, обеспечивающей заданное качество переходных процессов, разработаны алгоритмы управления интегральней линейной плотностьв синтетической нити и предлояен* электротехническая система упразления на базе управляющего вычислительного комплекса.
Впервые рассмотрена задача упр'ав.чябщвго .ультразвукового воздействия на фильерный сосуд, и расплав полимера в процессе Формования волокна.
*
Практическая ценность работа. 8 методическом плане, разработанные теоретические положения, лредлоіеннне методы, алгоритмы управления, программы расчета, предназначены для реиения задачи построения комплексной электротехнической системы управления процессом фильерного формования, что позволит:
повасить-производитяяъностъ технологического оборудования;
увеличить срок службы фильерного сосуда;
сократить затраты на регулирующую аппаратуру ч его экс-
- 6 -плуатацию;
- улучвить качественные показатели синтетических нитей,
Апробация работы.Материалы диссертационной работы долове-ни и обсуждены на научной конференции молодых ученых знер-го-ыеханического факультета КГТн. на научных конференциях профессорско-преподавательского состава МГТА, на семинарах и заседаниях кафедры автоматики и промзлектроиики.
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано В печатных трудов.
Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, обких выводов, списка используемой литературы из 61 наименования и придокениа. Работа излояена на 12? страницах машинописного текста , содервит 9 таблиц, 17 иллюстраций.
Во введении нзлонены основные проблемы, связанные с развитием высокоскоростных совмещенных процессов производства синтетических нитей, и обоснована необходимость комплексного подхода к проблеме автоматизации процесса производства синтетических нитей на базе цифровой вычислительной техники. Отмечена актуальность темы диссертационной работы.
